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(共51张PPT)
第1课 浮力
第十章 浮力
01
02
03
新课导入
课堂讲解
课堂总结
04
归类练习
观察与思考
“人们在无鱼无草的海水里,竟能自由畅游,即使是不会游泳的人,也总是浮在水面上,不用担心会被淹死。”
据游过死海的人说,人跳下死海,身体会马上浮出水面;如果仰天一躺,就会像一叶扁舟,顺流漂荡。两手头下一盘,就是一个枕头,人宛如睡在“凉席”上。有些游客带了书报杂志来,躺在死海上看书,并摄影留念,这已成为死海一景了。
新课导入
观察与思考
观察下面图片，看它们有什么共同特点
漂浮在海面的航空母舰
缓缓上升的孔明灯
漂浮在水中的鸡蛋
为什么航空母舰、孔明灯、鸡蛋都漂浮在流体中？
原因是它们都受到流体（水或空气）对它们的作用-浮力。
01
浮力
02
决定浮力大小的因素
03
动手动脑学物理
课堂讲解
浮力
浮力
1.感受浮力
现象观察
海洋中的巨大冰山能漂浮在水上,游船、鸭子能在水中游弋,孔明灯能够升空，托起冰山、游船、鸭子、孔明灯等的力就是浮力。
浮力
2.浮力概念
一、浮力：浸在液体（或气体）中的物体受到竖直向上的力，这个力叫做浮力。用F浮表示。
二、浮力的施力物体：液体或气体。
F浮
F浮
说明
“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入（即浸没）”两种情况，也就是说浸没在液体内部和浮在液体表面的物体都受到浮力的作用。
浮力
2.浮力概念
三、浮力的方向：竖直向上。
无论物体的形状如何、是否运动，也无论液体（静止的液体）如何放置，浸在液体中的物体受到的浮力的方向总是竖直向上的。
浮力
3.浮力的测量—称重法
测量原理
将物体浸在液体中静止时，对物体进行受力分析，如图所示，弹簧测力计拉力为F ，物体重力为G，则F浮=G-F 。因此，只要测出物体的重力G和物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F ，即可由F浮=G-F 求出物体在液体中时所受浮力的大小。
浮力
3.浮力的测量—称重法
测量步骤
一、用弹簧测力计测出物体的重力G；
二、将挂在弹簧测力计下的物体浸在液体中，读出弹簧测力计的示数F ；
三、物体在液体中所受浮力F浮=G-F 。
物体重力G为3.4N
物体浸在液体中，示数为2.4N
物体所受浮力为F浮=3.4N-2.4N=1N
浮力
3.浮力的测量—称重法
动作演示
水
G
F拉
F浮
F拉
F浮
G
物块在水中保持静止，受力平衡，即G=F浮+F拉
物块在水中所受浮力F浮=G-F拉
浮力
3.浮力的测量—称重法
视频展示
浮力产生的原因
1.浮力产生的原因
提出问题
为什么浸在液体中的物体会受到浮力呢？
我们假设浸没在液体中有一个长方体，我们来分析它受力的情况。
h2
h1
F1
F2
h
设长方体的底面积为S，高为h。则：F浮=F2-F1=p2S-p1S
=ρ水gh2S-ρ水gh1S
=ρ水g(h2-h1)S
=ρ水ghS
=ρ水gV
浮力是由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。
浮力产生的原因
1.浮力产生的原因
视频展示
浮力产生的原因
2.浸在液体的物体不受浮力的情况
提出问题
浸在液体中的物体都受到浮力吗？
由浮力产生的原因可知，如果下表面没有水，物体下表面就没有向上的压力产生，便不会产生浮力。
陷在河底泥沙里的船
立在河床上的桥墩
例如：立在河床的桥墩、陷入河底的沉船等，它们的下部跟河床紧密黏合，下表面没有水，向上的压力为零，不具备浮力产生的条件，所以物体不受到浮力。
随讲随练
1. 一个重54N的金属球，在盛水的容器中静止，用弹簧测力计去拉金属球，如图所示，此时弹簧测力计的示数为 20N ，那么此时金属球受到的浮力是（ ）。
A．54N B．2N C．20N D．条件不足，无法判断
【解析】根据题意知道，金属块受到竖直向下的重力，而此时金属块是否被拉起、运动状态如何都不确定，所以，金属块除受浮力、拉力外，还可能受到底面的支持力的作用，即条件不足，无法判断。故选D。
D
随讲随练
2. 如图所示，一个正方体A 浸没在水下某一深度时，上表面受到水对它15 N 的压力，下表面受到水对它20 N 的压力，则此时A 受到的浮力是( )。
A. 0 N B. 5 N C.15 N D. 20 N
【解析】由题知，正方体A 上表面受到水的压力为15 N，即F向下=15 N；
正方体A 下表面受到水的压力为20 N，即F向上=20 N，
则正方体A 受到的浮力F浮=F向上－F向下=20 N－15 N=5 N。
B
随讲随练
3.如图所示， 浸没在液体中的物体受到的浮力F浮= 12 N，若其下表面受到向上的压力F 向上=18 N， 则其上表面受到的压力为_______N。
6
【解析】由题知，F浮=F向上-F向下=12N
F向下=F向上-F浮=18N-12N=6N。
决定浮力大小的因素
探究浮力的大小跟哪些因素有关
浮力的大小跟哪些因素有关？
1.游泳池里越往深水区走，所受的浮力越大，由此猜想：浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积或浸没深度有关；
提出问题
猜想与假设
2.鸡蛋在纯水中会下沉，但在浓盐水中却能漂浮，由此猜想：浮力大小可能与液体的密度有关；
3.木头在水中漂浮，但石块在水中下沉，由此猜想：浮力的大小可能与浸没在液体中的物体密度有关。
探究浮力的大小跟哪些因素有关
1.控制变量法
实验方法
根据猜想，固体的密度、液体的密度、固体浸入液体中的体积和固体浸入液体的深度都可能影响到浮力大小，这几个量是实验中的“变量”，在探究浮力与其中某一个量的关系时，必须使其他量保持不变，或者确认浮力跟这些量无关。
2.用称重法测浮力
物块在水中所受浮力：F浮 =5N-1N=4N
物块在某种液体中所受浮力：F浮 =5N-0.6N=4.4N
探究浮力的大小跟哪些因素有关
弹簧测力计、圆柱体、酒精、水、盐水、体积相等的铝块与铁块等。
实验器材
圆柱体
水
酒精
盐水
弹簧测力计
铝块
铁块
探究浮力的大小跟哪些因素有关
一、探究浮力大小与物体浸入液体的深度有关
进行实验
1.把物体浸没在水中，观察弹簧测力计的读数F1 。
测力计的读数 F1 = 2 N
2.改变物体在水中的深度，再观察弹簧测力计的读数F2 。
测力计的读数 F2 = 2 N
3.比较两次的读数 F1 和 F2 。
两次测量结果： F1 =F2
结论：浮力的大小跟物体在液体中的深度无关。
探究浮力的大小跟哪些因素有关
一、探究浮力大小与物体浸入液体的深度有关
进行实验
探究浮力的大小跟哪些因素有关
二、探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系
进行实验
结论：物体所受浮力与物体浸在液体中的体积有关。同种液体中，物体浸入部分越多，排开的水的体积越大，所受浮力越大。
物体排开的水
探究浮力的大小跟哪些因素有关
二、探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系
进行实验
探究浮力的大小跟哪些因素有关
二、探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系
进行实验
探究浮力的大小跟哪些因素有关
三、探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系
进行实验
结论：浮力的大小跟液体的密度有关，在浸入液体的体积相同时，液体的密度越大，浮力越大。
水
酒精
盐水
探究浮力的大小跟哪些因素有关
三、探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系
进行实验
探究浮力的大小跟哪些因素有关
四、探究浮力大小与物体密度的关系
进行实验
结论：浮力的大小跟固体的密度无关，在浸入同种液体的体积相同时，所受浮力相等。
把体积相等的铝块、铁块悬挂在弹簧测力计下端，分别浸没在水中，观察并记录弹簧测力计的示数。
空气中
铝块
1.6N
水
0.6N
铝块
空气中
4.8N
铁块
水
3.8N
铁块
探究浮力的大小跟哪些因素有关
实验结论
1.物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。
2.浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
液体的密度ρ液
决定浮力F浮大小的因素
浸在液体的体积V浸
随讲随练
1.小李同学在探究“影响浮力大小的因素”时，依次做了如图甲所示实验。
观察并分别比较图中有关数据可知：
（1）当物体浸没在水中时，
受到的浮力为_________N。
（2）分析图A、C、D可得，
物体在液体中所受浮力大小与_________有关。
（3）当物体从接触水面开始，到浸没于水中，直至浸没到更深位置（未触底），在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是________（选填“①”或“②”）。
（4）小李在实验中主要用到的科学探究方法是________。
随讲随练
【解析】（1）由图，物体重力为4.2N，浸没在水中时，测力计示数3.2N，浮力为
F浮=4.2N-3.2N=1N
（2）分析图A、C、D，均完全浸没，水和酒精密度不同，测力计示数不同，浮力不同，所以物体在液体中所受浮力大小与液体密度有关。
（3）当物体从接触水面开始，到浸没于水中，直至浸没到更深位置（未触底），排开液体体积先增大后不变，根据F浮=ρgV排，浮力先增大后不变，所以为②。
（4）存在多个变量，所以采用了控制变量法。
【答案】1；液体密度；②；控制变量法。
随讲随练
2.如图是探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程，弹簧测力计下挂着的是同一金属块。
(1)金属块浸没在水中时，受到的浮力是_______N。
(2)分析图B、C、D可知，浮力大小跟______________________有关。
1
物体排开液体的体积
动手动脑学物理
生活中利用浮力
1. 为了能把砍伐的木材从林场方便地运出，有水道的地方常将木材连接成木排使其顺流而下。这个例子中，木排受到河水的浮力。请你从日常生活或常见的自然现象中再举两个例子说明浸入液体的物体受到浮力。
【解析】在游泳时感到自己的身体变轻了，是因为身体受到了浮力的作用。
乒乓球能浮在水面上，说明它在水中受到浮力的作用。
沉入水中的物体受到浮力作用
2. 用什么实验可以证明沉入水中的物体，受到浮力的作用。
【解析】通过一段细绳用弹簧测力计把沉入水中的一重物缓慢匀速直线提起，重物没有露出水面时读出示数，会发现此示数比重物的重力小，说明沉入水中的物体受到浮力的作用。
称重法测量浮力方法
3. 弹簧测力计下悬挂一个重物，在空气中称量时的示数如图甲所示，把重物浸在水中时的示数如图乙所示。重物浸在水中时所受的浮力是多大
【解析】重物的重力为3.2N，重物浸在水中时，弹簧测力计的示数为2.2N，所以重物受到的浮力为:
甲 乙
F浮=F1–F2=3.2N-2.2N=1N
计算浮力
4. 一个竖直悬挂在水中的圆柱体，上表面受到水的压力为5N，底部受到水的压力为13N。你认为这个物体受到水的浮力为多大
【解析】物体上表面受到向下的压力为5N，下表面受到向上的压力为13N，根据浮力产生的原因可知：物体受到的浮力为:
F浮=F1–F2=13N-5N=8N
浮力与固体形状有关吗？
5. 有人猜想:“浸没在液体中的固体所受的浮力可能跟固体的形状有关”。请你为检验这个猜想设计一个实验，说出实验所需的器材和实验步骤。
【解析】器材：烧杯、水、细线、弹簧测力计、橡皮泥。
步骤：（1）用细线拴上橡皮泥，悬挂在弹簧测力计下，使橡皮泥缓慢地完全浸没在水中，读出测力计的示数F1 。
（2）改变橡皮泥的形状，重复上述步骤，读出测力计的示数F2 。
比较F1和F2的大小，若不相等，说明物体所受的浮力与物体的形状有关，反之，说明无关。
思维导图
课堂总结
视频总结
类型1:浮力的产生
如图所示，A、B是自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分，现往容器里注入一些水。则一定不受浮力的是（ ）。
A．A B．B C．C D．D
归类练习
类型1:浮力的产生
【解析】AD．由图可知，水对A、D物体上、下表面都产生了压力差，故A、D物体都受浮力的作用，故AD不符合题意；
B．B物体上表面没有受到水的压力，但下表面受到水的压力，因此水对B物体上、下表面产生了向上的压力差，故B物体一定受浮力的作用，故B不符合题意；
C．C物体上表面受到水的压力，但下表面没有受到水的压力，因此水对C物体上、下表面没有产生向上的压力差，故C物体一定不受浮力的作用，故C符合题意。
故选C。
类型2:浮力的方向
一个氢气球被风吹向一边，对于此气球所受浮力的示意图，正确的是（ ）。
类型2:浮力的方向
【解析】静止的气球受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力、水平向左风的作用力以及沿绳子向下的拉力作用，但浮力的方向总是竖直向上的。
故选B。
类型3:称重法测浮力
如图所示，甲为盛水的烧杯，将悬挂在弹簧测力计下的圆柱体从水面上方缓慢浸入水中，弹簧测力计示数F与圆柱体下表面下降高度h变化关系如图乙所示。当圆柱体逐渐浸入水中时F逐渐减小，直到圆柱体浸没在水中后F不变，这说明物体所受浮力的大小跟物体_________有关。该圆柱体浸没在水中受到浮力的大小为_________N。
类型3:称重法测浮力
【解析】[1]将悬挂在弹簧测力计下的圆柱体从水面上方缓慢浸入水中时，受到竖直向上的浮力和弹簧测力计的拉力、竖直向下的重力作用处于平衡状态，则F浮=G-F，当圆柱体逐渐浸入水中，排开水的体积变大，由F减小可知，受到的浮力变大，这说明物体所受浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
[2]由图乙可知，圆柱体在空中时弹簧测力计的示数F=9N，由二力平衡条件可知，圆柱体的重力G=F=9N
圆柱体浸没时弹簧测力计的示数F′=3N，则该圆柱体浸没在水中时受到的浮力
F浮=G-F′=9N-3N=6N。
【答案】排开液体的体积；6。
类型4:探究影响浮力大小的因素
小李同学在探究“影响浮力大小的因素”时，依次做了如图甲所示实验。
观察并分别比较图中有关数据可知：
（1）当物体浸没在水中时，受到的浮力为_________N。
（2）分析图A、C、D可得，物体在液体中所受浮力大小与_________有关。
（3）当物体从接触水面开始，到浸没于水中，直至浸没到更深位置（未触底），在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是________（选填“①”或“②”）。
（4）小李在实验中主要用到的科学探究方法是________。
类型4:探究影响浮力大小的因素
【解析】（1）由图，物体重力为4.2N，浸没在水中时，测力计示数3.2N，浮力为
F浮=4.2N-3.2N=1N
（2）分析图A、C、D，均完全浸没，水和酒精密度不同，测力计示数不同，浮力不同，所以物体在液体中所受浮力大小与液体密度有关。
（3）当物体从接触水面开始，到浸没于水中，直至浸没到更深位置（未触底），排开液体体积先增大后不变，根据F浮=ρgV排，浮力先增大后不变，所以为②。
（4）存在多个变量，所以采用了控制变量法。
【答案】1；液体密度；②；控制变量法。

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